第四講礦物物理性質(zhì)2-力學(xué)性質(zhì)及其它物性

方解

第四 螢礦物的物理性(二重晶礦物的物理性一、礦物的光學(xué)(顏色、條痕、光澤、透明度、二、礦物的力學(xué)(解理、裂開、斷口、三、礦物的其它物理性2、礦物的第二節(jié)礦物的力學(xué)性質(zhì)第二節(jié)礦物的力學(xué)性質(zhì)礦物在受外力（敲打、擠壓、拉引、刻劃等作用下所表現(xiàn)出來的性質(zhì)（一）、礦物的解理、裂開和斷解理：礦物晶體受應(yīng)力作用而超過彈性限度這些光滑平面稱解理面注意：解理是晶質(zhì)礦物才具有的特性方解

礦物的解螢重晶解理產(chǎn)生①原子晶格：各方向的化學(xué)鍵力均等，解理面面網(wǎng)密度最大即d最大的面②離子晶格：因靜電作用，解理沿由異號離子組解理面∥兩層同號離子層相鄰的面網(wǎng)③多鍵型的分子晶格，解理面∥由分子鍵聯(lián)結(jié)的面網(wǎng)④金屬晶格，由于失去了價電子的金屬陽離子為彌漫于整個晶晶格滑移而不致引起鍵的斷裂。故金屬晶格具強延展性而無解理。AB解理ABCC當(dāng)相鄰面網(wǎng)為同號離子的D平行于化學(xué)鍵力螢解理解理的等級：據(jù)其產(chǎn)生的難易程度及完好性，分為五級①極完全解理：極易裂成薄片如云母的{001}、石墨的{0001}、透石膏的{010}②完全解理：易裂成光滑的平面或規(guī)則的解理塊而平滑，常見解理面的階梯。③中等解理：常破裂成較小的不很平滑的平面，解理面續(xù)，常呈階梯狀，且閃④不完全解理：礦物受力后不易裂出解理面，僅斷續(xù)可見小而不平滑的解理面。⑤極不完全解理：無解理。礦物受力后很難出現(xiàn)解理面，僅在顯微鏡下偶爾可見零星的解理縫。晶體中可有一種或幾種不同等級的解理白云母的極完全解方鉛礦‖{100}完全解101方解石101

}完全解 橄欖石的不完全解★解理反映出晶體的異向性和對稱性通常用相應(yīng)的單形及其符號來表示解方向、組數(shù)和夾角例如石鹽、方鉛礦：‖{100}立方體解理，三組互相垂直閃鋅礦：‖{110}菱形十二面體的解理，六組石墨：‖{000}平行雙面的解理，一組?！锝饫砻嫔现饫砑y可示出解理的組數(shù)和夾角。解理的組數(shù)和夾角可在解理面上的解理紋上體現(xiàn)出來。 ∥{101 方解

螢重晶omomcodcmd重晶石的3組解重晶石的3組解‖‖c{001一‖m{210}兩解理的研究意義①解理是鑒定礦物的重要依據(jù)之裂某些礦物晶體在應(yīng)力作用下，有時可沿著晶格內(nèi)一定的結(jié)晶方向破裂成平面。裂開的平面稱裂開面。注意：從現(xiàn)象上看，裂開酷似解理，也只能產(chǎn)生的原因與解理不同主要取決于雜質(zhì)的夾層及機械雙晶等結(jié)構(gòu)以外的非固有因素。裂開面往往沿下列方向產(chǎn)生裂方解石的負菱面雙方解石的菱面體解理某某方解石平行{0118}的聚片雙某方解石具∥{0118}的裂方解石具∥1014}的解理30112方解石的負菱面雙方解石的菱面體解理某方解石平行(0118)的聚片雙某方解石具

0118}的裂方解石具∥1014}的解理3某剛玉晶體的裂開某地產(chǎn)紅寶石具有裂斷礦物內(nèi)部若不存在由晶體結(jié)構(gòu)所控制的弱結(jié)合面網(wǎng)，①解理和斷口產(chǎn)生的難易程度晶格內(nèi)各方向的化學(xué)鍵強度近于相等的礦物晶體，受力后形成一定形狀的斷口，而很難產(chǎn)生解理。②斷口既可見于礦物單晶體上，也可出現(xiàn)在同種礦物的集③斷口不具對稱性，不反映礦物的內(nèi)部特征。斷口的描述方法礦物的斷口主要藉于其形狀來描述，常見有①貝殼狀斷口：呈圓形或橢圓形的光滑曲面，以受力點為中心的同心圓波紋，形似貝殼。②鋸齒狀斷口：呈尖銳鋸齒狀，見于強延展性的自然屬元素礦物③參差狀斷口：呈參差不平狀，見于大多數(shù)脆性礦物塊狀或粒狀集合④平坦?fàn)顢嗫冢簲嗝孑^平坦，見于塊狀礦⑤土狀斷口：斷面粗糙、呈細粉狀，為土狀礦物特⑥纖維狀斷口：呈纖維絲狀，見于纖維狀礦物集合體石英貝殼狀斷黃鐵礦的斷小結(jié)：解理、裂開和斷口的識1、解區(qū)分晶面與解理面全面描述解理應(yīng)包括：等級、方位、組數(shù)、夾角解理必須在同一單體上進行：一般選棱、角較突出、自由面出露較多的顆粒上，對著光線轉(zhuǎn)動礦物不同方向觀察；解理的組數(shù)與夾角可從解理紋得到反映。2、裂開：產(chǎn)生的原因與解理不同同一種礦物不一定都具有裂開的性質(zhì)裂開往往呈較厚的板片，可區(qū)別于解理如：磁鐵礦無解理，卻可能有{111}裂開方解石有{1014-，也可能有{0118}裂開等3、斷口：根據(jù)形態(tài)分類：貝殼狀、鋸齒狀、參差狀、土狀、平坦?fàn)睢?★受力打擊被破壞可連續(xù)出現(xiàn)階梯★表面暗淡，有凹表面比較光亮、平整光★表面有晶面花紋如聚形紋、蝕像、生長丘有解理或細密平直連續(xù)的聚片雙晶解理的組數(shù)和夾角可在解理面上的解理紋上體現(xiàn)出來。 ∥{101 方解

螢重晶（二）、礦物的硬礦物的硬度：礦物抵抗外來機械作用（如刻刻劃法、靜壓入法、動壓入法、研磨法、彈跳法和搖擺摩斯硬度計：以為標準來測定礦物的相對硬度。礦物摩斯硬度礦物礦物的硬礦 摩硬滑 石 方解 螢 磷灰 正長 石 黃 剛 金剛 Hv=2Sin(α/2)HvHv=3硬度的影響因化學(xué)鍵的類型及強度：礦物的硬度主要取決于①典型原子晶格的硬度很高，但具以配位鍵為主的原子晶格的大多數(shù)硫化物礦物，因其鍵力不太強，故硬度并不高。③金屬晶格礦物的硬度較低（某些過渡金屬除外）④分子晶格因分子間鍵力極微弱，其硬度⑤以氫鍵為主的礦物的硬①當(dāng)?shù)V物結(jié)構(gòu)類型相同（等型結(jié)構(gòu)若離子電價相同，則硬度隨離子半徑的減小而增高；若離子半徑相近，則硬度隨離子電價增高而增大。②當(dāng)結(jié)構(gòu)類型不同，但其他因素類同時，礦物的硬度則隨質(zhì)點堆積的緊密程度的增高（即陽離子的配位數(shù)增高）而增大。含水礦物的硬度通常都很低同一礦物晶體的不同單形的晶面上，甚至同一晶硬度依次降HAA<（三）、礦物的彈性：某些層狀或鏈狀結(jié)構(gòu)的礦物在外力作用下發(fā)生彎曲形變，當(dāng)外力撤除后，在彈性限度內(nèi)能自撓性：某些層狀結(jié)構(gòu)的礦物在撤除使其發(fā)生彎曲礦物的彈性和撓性取決于晶格內(nèi)結(jié)構(gòu)層間或鏈間鍵對位移而彎曲，由于基本上不產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，故形變時發(fā)生相對晶格位移，同時所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力能在外當(dāng)鍵力相當(dāng)強時，礦物則表現(xiàn)出脆性（四）、礦物的脆性與延展展性：礦物在錘擊或碾壓下易形成薄片的性質(zhì)肉眼鑒定時，用小刀刻劃礦物表面，若留下光亮（一）、礦物的密度和相對密1、密度：礦物單位體積的質(zhì)量(g/cm3)礦物的密度可據(jù)礦物的晶胞大小及其所含的分子數(shù)相對密度：也稱比重。純凈的單礦物在空氣中的重礦物的相對密度通常分為三級①輕的：相對密度<2.5②中等的：大多數(shù)非金屬礦物的相對密度為2.5～4③重的：相對密度>4。如:硫化物及自然金屬元礦物密度的影響1）主要取決于其組成元素的原子量、原子或離子的①等型結(jié)構(gòu)礦物中，相對密度一般隨組成元素的原子量的增大而增大，隨原子或離子半徑的增大而②對同質(zhì)多象變體，晶體結(jié)構(gòu)中質(zhì)點堆積得越緊升高則有利于形成CN較低、相對密度較小的變體研究意義：對某些礦物的鑒定、分選及其應(yīng)用均具（二）、礦物的磁1）礦物的磁①亞鐵磁性②純鐵磁性（pureferromagnetism）鐵磁③反鐵磁性④順磁性⑤抗磁性（逆磁不顯磁顯磁a不顯磁顯磁2）重砂分析中，將礦物的磁性分為三類③磁性礦物：在外磁場中不僅易被強烈磁化，且本身還能對外界產(chǎn)生磁場，故表現(xiàn)出強烈的相互吸引作用：既可被永久磁鐵所吸引，又能吸引鐵質(zhì)物體。電磁性礦物和磁性礦物的磁化方向均與外磁場方向相礦物的礦物粉末能被永久礦物粉末不能被永

逆磁性礦物礦物在外磁場作用下，電磁性礦物礦物在外磁場作用下，磁性礦物3）肉眼鑒定時，一般以馬蹄形磁鐵或磁化小刀來測②弱磁性：礦物粉末能被吸引。如：鉻礦物磁性的影響因素①由惰性氣體型離子和銅型離子組成的礦物都具抗②所有的磁性和電磁性礦物均含有具不成對電子的過渡型離子，且不成對的電子數(shù)越多，礦物的磁性磁性礦物的磁性強弱與溫度有關(guān)即轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾判缘呐R界溫度（Tc）。磁性礦物的居（三）、礦物的電學(xué)性導(dǎo)電性和介電導(dǎo)電性：礦物對電流的傳導(dǎo)能力。主要取決于化①具金屬鍵為電的良導(dǎo)體。②離子鍵或共價鍵礦物非導(dǎo)體稱為絕緣體。③主要是大部分深色硫化物、硫鹽和氧化物礦物，當(dāng)溫度升高時，導(dǎo)電性增強；溫度降低時則不導(dǎo)電。導(dǎo)電性介于導(dǎo)體與絕緣體之間，稱為半導(dǎo)體。半導(dǎo)體礦物的導(dǎo)電性主要受雜質(zhì)元素的存在及晶格缺陷的影響；還隨熱電效應(yīng)：礦物受溫差變化時，在冷、熱端點會產(chǎn)生熱電動勢（即溫差電動勢）。通常以熱電系（α，μv/℃）意義：研究半導(dǎo)體礦物的熱電效應(yīng)，有助于了解礦床的成介電性：不導(dǎo)電的或?qū)щ娦詷O弱的礦物在外電場中被極化產(chǎn)生感應(yīng)電荷的性質(zhì)。介電常數(shù)（電容率），主要取決于陰、陽離子的類型、半徑、極化及礦物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。硫化物和氧化物的介電常數(shù)較意義：分離電介質(zhì)礦物；有助于劃分成礦階段、判斷礦床成因等壓電性和焦電均主要存在于無對稱中心、具極性軸（即在該軸壓電性兩側(cè)表面上的電荷易號壓電效應(yīng)：晶體在機械壓、張應(yīng)力不斷交替作